DE2003712C3 - N-path filter using a digital filter as a time-invariant component - Google Patents

N-path filter using a digital filter as a time-invariant component

Info

Publication number
DE2003712C3
DE2003712C3 DE2003712A DE2003712A DE2003712C3 DE 2003712 C3 DE2003712 C3 DE 2003712C3 DE 2003712 A DE2003712 A DE 2003712A DE 2003712 A DE2003712 A DE 2003712A DE 2003712 C3 DE2003712 C3 DE 2003712C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
signal
path
output
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2003712A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2003712B2 (en
DE2003712A1 (en
Inventor
Arthur Barry East Orange N.J. Glaser (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE2003712A1 publication Critical patent/DE2003712A1/en
Publication of DE2003712B2 publication Critical patent/DE2003712B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2003712C3 publication Critical patent/DE2003712C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H19/00Networks using time-varying elements, e.g. N-path filters
    • H03H19/002N-path filters

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)

Description

3030th

Die Erfindung betrifft ein /V-Pfad-Filter, gebildet aus einer Vielzahl von Eingangsmodulatoren zur Modulation eines zugeführten Eingangssignals, einer an die Ausgänge der Modulatoren angeschalteten Filteranordnung für das modulierte Eingangssignal und einer Vielzahl von an den Ausgang der Filteranordnung angeschalteten Ausgangsdemodulatoren zur Demodulation des gefilterten Signals.The invention relates to a / V path filter formed from a plurality of input modulators for modulating a supplied input signal, one to the Outputs of the modulators connected filter arrangement for the modulated input signal and one A plurality of output demodulators connected to the output of the filter arrangement for demodulation of the filtered signal.

Zeitvariante Netzwerke von der Art eines N-Pfad-Filters spielen inzwischen eine wohldefinierte Rolle im Bereich der Netzwerktheorie. Bei der heute üblichen Verwendung von integrierten Schaltungen sind N-Pfad-Netzwerke besonders vorteilhaft, da sich mit ilirer Hilfe Bandpaß-Übertragungseigenschaften ohne Verwendung induktiver Elemente verwirklichen lassen.Time-variant networks of the type of an N-path filter now play a well-defined role in Area of network theory. The common use of integrated circuits today is N-path networks particularly advantageous, since with this help bandpass transmission properties can be achieved without using Realize inductive elements.

Ein N-Pfad-System weist im allgemeinen ein zeitinvariantes Netzwerk mit 2N-Anschlüssen in Reihe mit Eingangs- und Ausgangsmodulatoren auf. In typischer Weise enthält jeder Pfad des Systems einen Eingangsmodulator, ein zeitinvariantes Netzwerk und einen Ausgangsmodulator. Die Eingangs- und Ausgangsmodulationssignale für jeden Weg sind periodische, üblicherweise identische Signale und unterscheiden sich von Weg zu Weg um eine feste Zeitverzögerung. Eine erschöpfende Erläuterung solcher Systeme findet sich in einem Aufsatz »An alternative approach to the realization of network transfer functions: the ΛΑ-path-filter« in der Zeitschrift »Bell System Technical Journal«, 9/1960, Seiten i 321 bis 1350.An N-path system generally has a time-invariant network with 2N ports in series with Input and output modulators on. Typically, each path in the system contains an input modulator, a time-invariant network and an output modulator. The input and output modulation signals for each path are periodic, usually identical signals and differ from route to route by a fixed time delay. An exhaustive explanation of such systems can be found in an essay "An alternative approach to the realization of network transfer functions: the ΛΑ-path-filter" in the journal "Bell System Technical Journal", 9/1960, pages i 321 to 1350.

Ein Hauptnachteil vorhandener N-Pfad-Filter ist die Forderung, daß die Übertragungseigenschaften jedes Pfades im wesentlichen identisch sind, damit sich zeitvariante Modulationspiodukte am Ausgang des N-Pfad-Systems durch Interferenz auslöschen. Wegen 6s dieser Forderung ist die Verwendung von N-Pfad-Systemen bisher beschränkt gewesen.A major disadvantage of existing N-path filters is the requirement that the transmission properties of each Path are essentially identical, so that time-variant modulation products can be found at the output of the Eliminate the N-path system by interference. Because of 6s This requirement has heretofore been limited to the use of N-path systems.

Die Erfindung hat sich demgemäß die Aufgabe gestellt N-Pfad-Filter zu schaffen, bei denen die Forderung nach identischen Übertragungseigenschaften jedes Pfades auf einfache Weise erfüllt werden kann.The invention has accordingly set itself the task of creating N-path filters in which the Requirement for identical transmission properties of each path can be met in a simple manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe #eht die Erfindung aus von einem N-Pfad-Filter der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet daß die Filteranordnung einen Abtasiter-Multiplexer zur Bildung von Multiplex-Abtastimpulsen des modulierten Eingnngssignals, eine einzige Digitalfilterschaltung zur Filterung der Multiplex-Abtastimpulse und eine Demultiplexer-Schaltung zum Demultiplexen des gefilterten Signals von der Digitalfilterschaltung enthältTo solve this problem, the invention is based on an N-path filter of the type mentioned at the beginning and is characterized in that the filter arrangement comprises a sampler multiplexer for forming Multiplex sampling pulses of the modulated input signal, a single digital filter circuit for filtering the multiplex sampling pulses and a demultiplexer circuit for demultiplexing the filtered signal from the digital filter circuit

Entsprechend der erfindungsgemäßen Grundgedanken wird daher unter Verwendung eines einheitlichen Digitalfilters, das mit einer Zeitfolge betrieben wird, die ein Zusammenführen angelegter Signale im Zeitmultiplexverfahren ermöglicht, die Forderung nach einer Vielzahl von Netzwerken vereinfacht Da nur ein Filter benutzt wird, müssen folglich die Übertragungseigenschaften nicht aneinander angepaßt werden, weil jedes Signal das gleiche Netzwerk durchläuftAccording to the basic concept of the invention is therefore using a uniform Digital filter that is operated with a time sequence that merges applied signals in a time division multiplex process allows, the requirement for a multitude of networks is simplified. There is only one filter is used, the transmission properties do not have to be adapted to one another, because each Signal passes through the same network

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein typisches N-Pfad-Filtersystem,F i g. 1 a typical N-path filter system,

F i g. 2 das N-Pfad-Filtersystem nach der Erfindung unter Verwendung eines Digitalfilters,F i g. 2 the N-path filter system according to the invention using a digital filter,

F i g. 3 eine Abwandlung der ersten drei Stufen gemäß Fig. 2,F i g. 3 shows a modification of the first three stages according to FIG. 2,

Fig.4A und 4B mehrere Modulations-Kurvenformen, die bei der Erfindung benutzt werden,Figs. 4A and 4B show several modulation waveforms used in the invention,

Fig.5 eine vereinheitlichte Modulator-Multiplexerschaltung nach der Erfindung,Fig. 5 shows a unified modulator-multiplexer circuit according to the invention,

F i g. 6 eine Anzahl von Schaltkurvenformen für die Schaltung nach F i g. 5,F i g. 6 shows a number of switching waveforms for the circuit of FIG. 5,

Fig. 7 eine bei der Erfindung benutzte Kurvenform-Erzeugungseinrichtung, 7 shows a waveform generating device used in the invention;

F i g. 8 und 9 eine Anzahl von Kurvenformen, die bei der Erfindung benutzt werden,F i g. 8 and 9 show a number of waveforms used in the invention;

Fig. 10 Logikschaltungen zur Steuerung der Multiplex-Operation der Schaltung nach F i g. 5.Fig. 10 logic circuits for controlling the multiplexing operation the circuit according to FIG. 5.

Fig.4 zeigt ein herkömmliches N-Pfad-Filter des Typs, der beispielsweise in der vorgenannten Literaturstelle beschrieben ist. Ein zugeführtes Eingangssignal x(t) wird in seiner Bandbreite begrenzt und dann in N Modulatoren 11-1 bis H-N moduliert. Jedes modulierte Signal wird dann einem Tiefpaßfilter 12-1 bis 12-N zugeführt. Das Ausgangssignal jedes Filters wird dann wiederum in einem der Modulatoren 13-1 bis 13-N moduliert, wonach alle N-Signale additiv in einer Kombinationsschakung, d. h. Summierschaltung 14, zur Erzeugung eines Ausgangssignals y(t) nach einer weiteren Filterung zusammengeführt werden. Die Modulationssignale p\(t) ... Pn(O und q\(t) ... q^ift) können eine Folge identischer periodischer Wellen sein, die in ihrer Phasenlage um den Faktor T/N verschobenFigure 4 shows a conventional N-path filter of the type described, for example, in the aforementioned reference. A supplied input signal x (t) is limited in its bandwidth and then modulated in N modulators 11-1 to HN. Each modulated signal is then fed to a low pass filter 12-1 to 12-N. The output signal of each filter is then in turn modulated in one of the modulators 13-1 to 13-N, after which all N signals are combined additively in a combination circuit, ie summing circuit 14, to generate an output signal y (t) after further filtering. The modulation signals p \ (t) ... Pn (O and q \ (t) ... q ^ ift) can be a sequence of identical periodic waves that are shifted in their phase position by the factor T / N

sind, wobei Tder Girundperiode-^der Wellen p(t) und where T is the girund period - ^ of the waves p (t) and

q(t) und N der Anzahl von Pfaden in dem System entspricht. Da sich die Übertragungsfunktion des gezeigten Systems durch die in der Frequenz umgesetzte und symmetrisch mit Bezug auf die Mitte jeder der Frequenzkomponeirten von p(t) angeordnete Übertragungsfunktion eines der Tiefpaßfilter 12 darstellen läßt, zeigt das System die Eigenschaften eines Bandpaßfilters. Eines der Hauptprobleme bei der praktischen Verwirklichung des gezeigten N-Pfad-Filters ist die gegenseitige Anpassung der Übertragungseigenschaften jedes Pfades. Im Idealfall soll jedes Tiefpaßfilter 12-1 bis 12-N q (t) and N corresponds to the number of paths in the system. Since the transfer function of the system shown can be represented by the transfer function of one of the low-pass filters 12 converted in frequency and arranged symmetrically with respect to the center of each of the frequency components of p (t) , the system shows the properties of a band-pass filter. One of the main problems in the practical implementation of the N-path filter shown is the mutual adaptation of the transmission properties of each path. Ideally, each low pass filter should be 12-1 through 12-N

identisch sein, wenn zeitvariante Modulationsprodukte sich durch Interferenz am Ausgang des Systems auslöschen sollen. Weiterhin sollten die Eigenschaften jedes Modulators und jedes Pfades auf entsprechende Weise identisch sein. Der Fachmann erker.nt daß solche Forderungen zwar in der Theorie, nicht aber in der Praxis leicht zu verwirklichen sind.be identical if time-variant modulation products should be canceled out by interference at the output of the system. Furthermore, the properties each modulator and each path may be identical in a corresponding manner. The person skilled in the art recognizes that such Requirements are easy to implement in theory, but not in practice.

Ein erfindungsgemäßes System, das diese Schwierigkeiten überwindet, ist in Fig.2 dargestellt Ein zugeführtes Signal x(t) durchläuft ein Bandbegrenzungsfilter 15 ztsr Beseitigung unerwünschter Signalanteile. Das gefilterte Signal f(t) wird dann einer Vielzahl von Modulatoren 11-1 bis U-N zugeführt die in jeder Hinsicht mit den in F i g. 1 dargestellten Eingangsmodulatoren identisch sind. Entsprechend der folgenden Erläuterung ist bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung nicht generell eine Vielzahl von Eingangsmodulatoren erforderlich.An inventive system which overcomes these difficulties, is shown in Figure 2, a signal fed to x (t) is passed through a band limiting filter 15 ztsr removing unwanted signal components. The filtered signal f (t) is then fed to a plurality of modulators 11-1 to UN which in all respects correspond to the functions shown in FIG. 1 shown input modulators are identical. According to the following explanation, a large number of input modulators are not generally required in the practical implementation of the invention.

Die Erläuterung des gezeigten Systems dürfte aber noch zu besprechende Weiterbildungen Jer Erfindung besser verständlich machen.However, the explanation of the system shown should still be discussed in further developments of the invention make it easier to understand.

Die N-modulierten Signale werden an einen Abtaster-Multiplexer 17 angelegt. Diese Einrichtung, die irgendeine bekannte Ausführung sein kann, tastet die AZ-modulierten Signale auf bekannte Weise ab und erzeugt eine serielle Signalfolge der verschiedenen Abtastimpulse. Ein üblicher Analog-Digitalwandler 18 codiert die Multiplex-Abtastimpulse und gibt sie an ein Digitalfilter 19. Dort werden die codierten Impulse nach einem vorbestimmten Filterschema verarbeitet. Es kann irgendein Digitalfilter bekannter Art benutzt werden. Die Synchronisation zwischen dem Filter 19 und dem Abtaster-Multiplexer 17 stellen Abtast-Taktsignale sicher, die vom Filter 19 über die Leitung 16 an die Einrichtung 17 angelegt werden. Die vom Digitalfilter 19 ausgehenden Digitalsignale werden an einen Demultiplexer 21 gegeben, der, wie sein Name sagt, N parallele Ausgangssignale, die die digitalgefilterten Abwandlungen der ursprünglichen, an die Einrichtung 17 angelegten W-Signale darstellen. Der Digital-Analogwandler 22 arbeitet mit Hilfe eines Umschalters 23a sequentiell und wandelt die N digitalgefilterten Signale in N Analogsignale um. Wie die gestrichelte Linie andeutet, ist der Umschalter 23b mit dem Umschalter 23a synchronisiert und gibt daher jedes der /V-Signale an einen Querkondensator Ci, Ci ... Cn ab, der die umgewandelten Signale in ihrer Amplitude glättet. Falls gewünscht, können die Kondensatoren durch Haltenetzwerke üblicher Art ersetzt werden. Die Modulatoren 13-1 bis 13-/V, die mit den entsprechend bezeichneten Modulatoren in F i g. 1 identisch sind, demodulieren jedes der N Signale. Diese werden dann durch ein Netzwerk 14 additiv zusammengefaßt. Zur Beseitigung störender Komponenten wird das sich ergebende Signal durch ein Filter 24 in seiner Bandbreite begrenzt, wonach dann das gewünschte Ausgangssignu! y(t) entsteht. Die Signale jedes der A/-Pfade werden also durch das gleiche Filter statt durch eine Gruppe ähnlicher Filter verarbeitet. Die einzigen, nicht gemeinsam benutzten Bauteile sind die Kondensatoren sowie die Eingangs- und Ausgangsmodulatoren. Wie später noch erläutert wird, können die Eingangsmodulatoren 11-1 bis H-N in einer Form verwirklicht werden, die eine Verdoppelung der Eingangsmodulationseinrichtung vermeidet. Demgemäß ist das Problem einer genauen Anpassung der Übertragungseigenschaften mehrerer Filter wesentlich erleichtert, und es wurde entsprechend gefunden, daß zeitvariante Modulationsprodukte um 10 bis 20 dB besser als in herkömmlichen Λί-Pf ad-Filtern unterdrückt werden.The N-modulated signals are applied to a sampler multiplexer 17. This device, which can be of any known type, samples the AZ-modulated signals in a known manner and generates a serial signal sequence of the various sampling pulses. A conventional analog / digital converter 18 encodes the multiplex sampling pulses and passes them to a digital filter 19. There the encoded pulses are processed according to a predetermined filter scheme. Any known type of digital filter can be used. The synchronization between the filter 19 and the sampler multiplexer 17 is ensured by sampling clock signals which are applied from the filter 19 to the device 17 via the line 16. The digital signals emanating from the digital filter 19 are passed to a demultiplexer 21 which, as its name suggests, N parallel output signals which represent the digitally filtered modifications of the original W signals applied to the device 17. The digital-to-analog converter 22 operates sequentially with the aid of a switch 23a and converts the N digitally filtered signals into N analog signals. As the dashed line indicates, the changeover switch 23b is synchronized with the changeover switch 23a and therefore outputs each of the / V signals to a shunt capacitor Ci, Ci ... Cn , which smooths the amplitude of the converted signals. If desired, the capacitors can be replaced by holding networks of the usual type. The modulators 13-1 to 13- / V, which are associated with the correspondingly designated modulators in FIG. 1 are identical, demodulate each of the N signals. These are then combined additively by a network 14. To eliminate interfering components, the resulting signal is limited in its bandwidth by a filter 24, after which the desired output signal! y (t) arises. The signals of each of the A / paths are processed by the same filter instead of a group of similar filters. The only components that are not shared are the capacitors and the input and output modulators. As will be explained later, the input modulators 11-1 to HN can be implemented in a form that avoids duplication of the input modulation device. Accordingly, the problem of precisely matching the transmission properties of a plurality of filters is substantially alleviated, and it has accordingly been found that time-variant modulation products are suppressed by 10 to 20 dB better than in conventional Λί-path filters.

Es läßt sich zeigen, daß, wenn N eine gerade Zahl istIt can be shown that when N is an even number

das /V-Pfad-System unter Verwendung von nur yEingangs-Kanalmodulatoren verwirklicht werden kann. Wenn beispielsweise N gleich 4 ist so läßt sich das /v"-Pfad-System unter Verwendung von nur zwei Modulatoren und zwei Modulationssig:ialen aufbauen, ίο wobei das zweite Modulationssignal gegen das erste umthe / V path system can be implemented using only y-input channel modulators. If, for example, N equals 4, then the / v "-path system can be set up using only two modulators and two modulation signals, where the second modulation signal is converted to the first

~r Sekunden verzögert ist d. h. in der Phase um ~ rad Delayed by ~ r seconds ie in the phase by ~ rad

■* N ■ * N

abweicht Fig. 3 zeigt beispielsweise in Form eines Blockschaltbildes die ersten drei Stufen des Systems nach Fig.2. Wie oben erläutert worden ist, wird das Eingangssignal x(t)\n seiner Bandbreite durch das Filter 15 zur Erzeugung eines Signals f(t) begrenzt das im Modulator 11 durch Signale m(t) und mit-—) moduliert wird. Das Produkt aus f(t) und dem ersten ModulationssignaJ m(t) wird mit Ms und das Produkt von f(t) und m(t - ^-jmit M2 bezeichnet Mi5 und Af25 stellen die ineinandergeschobenen, durch den Abtaster-Multiplexer 17 erzeugten Abtastwerte der Signale Mx und M2 dar.deviates Fig. 3 shows, for example, in the form of a block diagram, the first three stages of the system according to Fig.2. As has been explained above, the bandwidth of the input signal x (t) \ n is limited by the filter 15 to generate a signal f (t) which is modulated in the modulator 11 by signals m (t) and with-). The product of f (t) and the first modulation signal m (t) is denoted by M s and the product of f (t) and m (t - ^ -j is denoted by M 2 Mi 5 and Af 25 represent the nested ones by the scanner -Multiplexer 17 represents samples of the signals M x and M2 generated.

Im Idealfall sollte das Modulationssignal m(t) eine reine Sinuswelle mit der gewünschten Bandpaß-Mittenfrequenz sein. Da es außerordentlich wünschenswert ist,In the ideal case, the modulation signal m (t) should be a pure sine wave with the desired bandpass center frequency. As it is extremely desirable

jo daß /V-Pfad-Filter abstimmbar sind, d. h„ daß sich die Mittenfrequenz des gewünschten Durchlaßbandes leicht ändern läßt, würde ein System unter Verwendung eines sinusförmigen Modulationssignals einen abstimmbaren Sinusoszillator und abstimmbare Phasenschieber zur Erzeugung der benötigten Modulationssignale erfordern. Die für /V-Pfad-Systeme verlangte Genauigkeit läßt sich jedoch auf wirtschaftliche Weise leider nicht unter Verwendung solcher Einrichtungen verwirklichen. Eine Alternative besteht in der Benutzung eines Modulationssignals, das aus Rechteckimpulsen mit einer Wiederholungsfrequenz besteht, die gleich der gewünschten Mittenfrequenz ist. Eine Impulsfolge dieser Art läßt sich zwar leicht erzeugen, aber impulsförmige Signale sind so reich an harmonischen Komponenten, daß dadurch schwierige Betriebsbedingungen für das N-Pfad-System entstehen. Ein Modulationssignal, das viele Vorteile der oben beschriebenen Signale und wenige ihrer Nachteile besitzt, ist die in Fig.4A gezeigte mehrstufige Annäherung Phase 1 eines Sinussignals m(t). Fig.4B zeigt die Phase 2, nämlich dasjo that / V-path filters are tunable, d. That is, in order to easily change the center frequency of the desired passband, a system using a sinusoidal modulation signal would require a tunable sinusoidal oscillator and tunable phase shifters to generate the modulation signals required. Unfortunately, however, the accuracy required for / V path systems cannot be economically achieved using such facilities. An alternative is to use a modulation signal consisting of square-wave pulses with a repetition frequency equal to the desired center frequency. A pulse train of this type is easy to generate, but pulse-shaped signals are so rich in harmonic components that they create difficult operating conditions for the N-path system. A modulation signal which has many advantages of the signals described above and few of their disadvantages is the multistage approximation phase 1 of a sinusoidal signal m (t) shown in FIG. 4A. 4B shows phase 2, namely that

gleiche, zeitlich um -j- Sekunden verzögerte Signal, alsosame signal delayed by -j- seconds, that is

Entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die angegebenen Modulationssignale erzeugt, in individuellen Modulatoren mit dem angelegten Eingangssignal gemischt, und schließlich durch getrennte Einrichtungen multiplext werden. Statt dessen kann ein Operationsverstärker-Schaltungsaufbau, beispielsweise entsprechend F i g. 5, zur gleichzeitigen Erzeugung, Mischung und Multiplex-Zusammenführung der gewünschten Signale benutzt werden. Entsprechend Fig. 5 wird das vom Bandbegrenzungsfilter 15According to the basic idea of the invention, it is not necessary that the specified modulation signals be generated in individual modulators with the applied input signal, and finally multiplexed by separate devices. Instead of an operational amplifier circuit structure, for example according to FIG. 5, for simultaneous Generation, mixing and multiplexing of the desired signals can be used. Corresponding 5 becomes that of the band limiting filter 15

ft5 gei.iäß Fig. 2 oder 3 ausgehende Signal f(t) auf zwei Widerstände und Transistorschalter Q], Q2 usw. enthaltende Wege gegeben, die an den Operationsverstärker 31 angeschaltet sind. Am Ausgang des Abtasters 41, derft5 according to FIG. 2 or 3 outgoing signal f (t) is given to two paths containing resistors and transistor switches Q], Q 2 , etc., which are connected to the operational amplifier 31. At the output of the scanner 41, the

vom Operationsverstärker 31 beaufschlagt wird, entstehen die gewünschten modulierten, abgetasteten Multiplexsignale Mi.«, M25 usw. Falls gewünscht, kann der Abtaster 41 auf einfache Weise in die Operationsverstärkerschaltung eingegliedert werden. Die Schaltung s nach F i g. 5 besitzt eine Verstärkerkennlinie entsprechend dem in Fig. 4A gezeigten Modulationssignal. Wenn das zugeführte Signal f(t) entsprechend einer solchen Kennlinie verstärkt wird, so erkennt man, daß das sich ergebende Ausgangssignal identisch mit einem Signal ist, das durch Mischen des Eingangssignals mit dem gezeigten Modulationssignal gebildet wird. Die Transistorschalter Qi, Q2, Q und Q4 werden entsprechend der Angabe unter den Kurvenformen in den Fig.4A und 4B gesättigt betrieben. Die Verstärkung der gezeigten Einrichtung läßt sich wie folgt ausdrükken: is acted upon by the operational amplifier 31, the desired modulated, sampled multiplex signals Mi. «, M 25 , etc. are produced. If desired, the scanner 41 can be easily incorporated into the operational amplifier circuit. The circuit s according to FIG. 5 has an amplifier characteristic corresponding to the modulation signal shown in FIG. 4A. If the supplied signal f (t) is amplified in accordance with such a characteristic curve, it can be seen that the resulting output signal is identical to a signal which is formed by mixing the input signal with the modulation signal shown. The transistor switches Qi, Q 2 , Q and Q 4 are operated in a saturated manner as indicated under the waveforms in FIGS. 4A and 4B. The reinforcement of the device shown can be expressed as follows:

G — Verstärkung mit Qi ein, Q2 aus, Qz, Q* aus; G - gain with Qi on, Q 2 off, Qz, Q * off;

G — Verstärkung mit Qi ein, Q\ aus, Qi, φι aus; OtG — Verstärkung mit Q\ ein, Q2 aus, Q3, Q4 ein;- G - gain with Qi on , Q \ off, Qi, φι off; OtG - gain with Q \ on , Q 2 off, Q 3 , Q 4 on ;

— ocG — Verstärkung Qi ein, Qi aus, Qj, Q* ein,- ocG - gain Qi on , Qi off, Qj, Q * on ,

wobei α in einem als Beispiel gewählten Fall gleich 0,414 und G eine vorgewählte Verstärkung, beispielsweise G=I1OO sind. Betrachtet man nur eine Bedingung als Beispiel, für das Qi eingeschaltet und Q2, Qj, Q4 ausgeschaltet sind, so ist der Widerstand Ri geerdet, und das Signal f(t) liegt am positiven Anschluß des Verstärkers 31 über die Parallelschaltung der Widerstände R2', R2\, R22 in Reihe mit Ra. Für diesen Fall läßt sich zeigen, daß die Verstärkung G der Modulatorschaltung gleich Rn geteilt durch den Gesamtwiderstand der Reihenschaltung des Widerstandes Ra mit der Widerstandsschaltung R2, R2u R22 mal dem Quotienten aus (Rn + Ri) und Rs ist. Typische Werte für die in der Schaltung nach F i g. 5 verwendeten Widerstände sind in der folgenden Tabelle angegeben:where, in a case chosen as an example, α is equal to 0.414 and G is a preselected gain, for example G = I 1 OO. If only one condition is considered as an example, for which Qi is switched on and Q 2 , Qj, Q 4 are switched off, then the resistor Ri is earthed and the signal f (t) is applied to the positive terminal of the amplifier 31 via the parallel connection of the resistors R. 2 ', R 2 \, R 22 in series with Ra. In this case it can be shown that the gain G of the modulator circuit is equal to Rn divided by the total resistance of the series connection of the resistor Ra with the resistor circuit R 2 , R 2 and R22 times the quotient of (Rn + Ri) and Rs . Typical values for the circuit shown in FIG. 5 resistors used are given in the following table:

4040

Ri' = Ri ' = 10,000X:,10,000X :, R2' = R 2 ' = 9,015 Jt,9,015 Jt, R1 = R 1 = 12,222A-,12,222A-, «4 =«4 = 1,759 Jt,1,759 Jt, Rn =Rn = 17,22 Jt,17.22 Jt, Rn = Rn = 4,194 Jt.4.194 mill. All -Alles - 6,307 Jt,6.307 Jt, Ru =Ru = 3,693 Jt.3,693 Jt. R^ = R ^ = 5,68 it,5.68 it, Rn = Rn = 2,00 Jt.2.00 Jt.

Flipflops ihren Zustand ändern, wenn das an ihren Anschluß »T« angelegte Signal »0« wird, so erkennt man, daß alle gewünschten Kurvenformen von der Schaltung nach F i g. 7 erzeugt werden.Flip-flops change their state when the signal applied to their connection "T" becomes "0", so it can be seen that all the desired curve shapes from the circuit according to FIG. 7 can be generated.

Es wird ein Multiplex-Netzwerk benötigt, das abwechselnd an die Transistoren Qi, Q2 usw. in F i g. 5 die in F i g. 6 gezeigten Schaltkurvenformen für die Phasen 1 und 2 anlegt. Es ist außerdem erforderlich, daß ein Abtastwert jeder modulierten Kurvenform erzeugt wird und daß die Abtastwerte zwischen den beiden Modulationsphasen mit der richtigen Frequenz wechseln. Wenn das durch das Digitalfilter 19 (Fig.2) erzeugte Abtast-Taktsignal eine Rechteckwelle der in F i g. 9 gezeigten Art ist, deren Grundfrequenz doppelt so groß wie die Abtastfrequenz fs für eine Phase ist, so läßt sich die Bedingung vorgeben, daß bei jeder Rückflanke der Kurvenform sich die an die Transistorschalter nach F i g. 5 angelegten Schaltsignale von einer Phase zur anderen ändern und daß bei jeder Vorderflanke der gezeigten Kurvenform ein schmaler Abtastwert am Modulatorausgang entnommen wird. Zusammengefaßt ergibt sich dann insgesamt, daß zwei Phasen des modulierten Signals abwechselnd abgetastet werden.What is needed is a multiplex network that is alternately connected to transistors Qi, Q 2 , etc. in FIG. 5 the in F i g. 6 applied switching waveforms for phases 1 and 2. It is also necessary that a sample of each modulated waveform be generated and that the samples alternate between the two modulation phases at the correct frequency. If the sampling clock signal generated by the digital filter 19 (FIG. 2) is a square wave of the type shown in FIG. 9, whose basic frequency is twice as large as the sampling frequency f s for one phase, the condition can be specified that the transistor switches according to F i g. 5 applied switching signals change from one phase to the other and that with each leading edge of the curve shape shown, a narrow sample is taken at the modulator output. In summary, it then results overall that two phases of the modulated signal are alternately sampled.

Bei der Schaltung nach F i g. 10 wird das Abtast-Taktsignal gemäß Fig.9 an den Anschluß »T«des Flipflops 32 angelegt. Die Ausgangsanschlüsse des Flipflops 32 sind mit einer Vielzahl von logischen ODER-Gliedern 33, 34, 35 und 36 verbunden, die wiederum Signale an ODER-Glieder 37 und 38 liefern. Die weiteren Eingangssignale der logischen Glieder werden von der Einrichtung nach F i g. 7 geliefert und sind mit den gleichen Buchstaben wie in den F i g. 7 und 8 bezeichnet. Eine Negation wird auf übliche Weise durch einen Punkt bei einem Anschluß eines logischen Gliedes angegeben. Nimmt man an, daß der Ausgangsanschluß Q des Flipflops 32 zu Anfang den Zustand »0« hat, so ändert das Flipflop 32 jedesmal dann seinen Zustand, wenn das angelegte Abtast-Taktsignal auf »0« abfällt. Die auf den Leitungen A, B und C für die beiden Zustände des Flipflops 32 erscheinenden Ausgangssignale sind dann die folgenden:In the circuit according to FIG. 10, the sampling clock signal according to FIG. 9 is applied to the connection “T” of the flip-flop 32. The output connections of the flip-flop 32 are connected to a multiplicity of logical OR gates 33, 34, 35 and 36, which in turn supply signals to OR gates 37 and 38. The other input signals of the logic elements are provided by the device according to FIG. 7 and are given the same letters as in F i g. 7 and 8 designated. A negation is indicated in the usual way by a point at a connection of a logical element. Assuming that the output terminal Q of the flip-flop 32 initially has the state "0", the flip-flop 32 changes its state every time the applied sampling clock signal falls to "0". The output signals appearing on lines A, B and C for the two states of flip-flop 32 are then the following:

Zustand 1State 1

4545

F i g. 6 zeigt die Schaltkurvenformen, die die in der Schaltung nach F i g. 5 verwendeten Transistoren Qi, Q2 usw. für die beiden Phasen des in den Fi g. 4A und 4B dargestellten Modulationssignals benötigen. Ein Signal größer als 0 gibt an, daß der jeweilige Transistor gesättigt istF i g. 6 shows the switching waveforms which are used in the circuit of FIG. 5 used transistors Qi, Q 2 , etc. for the two phases of the in Fi g. 4A and 4B require the modulation signal shown. A signal greater than 0 indicates that the respective transistor is saturated

Das NichtVorhandensein eines Signals bedeutet daß der Transistor ausgeschaltet ist Die Schaltung nach Fig.7 erzeugt die gewünschten Schaltkurvenformen. Die dargestellten Flipflops F/Fsind herkömmlicher Art Das zugeführte Eingangssignal muß lediglich eine Zustand Impulsfolge mit der richtigen Impulsperiode sein, d. h.The absence of a signal means that the transistor is off. The circuit shown in FIG Fig. 7 creates the desired switching curve shapes. The illustrated flip-flops F / F are of a conventional type. The input signal supplied only has to have a state Be a pulse train with the correct pulse period, d. H.

= O-Q= 1, = OQ = 1,

A = (fc +0) A = (fc +0)

B = A =k, B = A = k,

Man beachte, daß k, k,±h. /und edie für die Phase 1 benötigte Gruppe von Schaltsignalen darstellen (vgl F i g. 6 und 8).Note that k, k, ± h. / and e represent the group of switching signals required for phase 1 (see FIGS. 6 and 8).

γ. Die verschiedenen Kurvenformen, die an den Signalpunkten (a), (b), (c)... der Schaltung nach Fig.7 zur Verfügung stehen, sind in F i g. 8 dargestellt Nimmt man an, daß der Ausgangsanschluß Q aller Flipflops zu Anfang den logischen Wert »0« hat, und daß alle Q = 1,0 = 0, γ. The various waveforms which are available at the signal points (a), (b), (c) ... of the circuit according to FIG. 7 are shown in FIG. 8, it is assumed that the output terminal Q of all flip-flops initially has the logical value "0", and that all Q = 1,0 = 0,

Man beachte außerdem, daß i. i, d. h.y'und c/die für die Phase 2 benötigte Gruppe von Schaltsignalen ist. Wenn die Ausgangsleitung B an den Transistor Q1, die Ausgangsleitung A an den Transistor Qj und die Ausgangsleitung C an die Transistoion Qi und Q* (Fig. 5) angelegt werden, so erreicht man die gewünschte Multiplex-Kombination der beiden Modu-Note also that i. i, dhy 'and c / is the group of switching signals required for phase 2. If the output line B is applied to the transistor Q 1 , the output line A to the transistor Qj and the output line C to the transistor Qi and Q * (Fig. 5), the desired multiplex combination of the two modules is achieved.

latorphasen.lator phases.

Bei jeder ansteigenden Flanke des in F i g. 9 gezeigten Abtast-Taktsignals erregt der monostabile Multivibrator 39 den Abtaster 41 (F i g. 5), der eine Abtastdarstellung Mu, /V/2,, Afi,... des am Ausgang des Modulators erscheinenden Multiplexsignals erzeugt.With each rising edge of the in FIG. 9 excites the monostable multivibrator 39 the sampler 41 (FIG. 5), which has a sampled representation Mu, / V / 2 ,, Afi, ... des at the output of the modulator appearing multiplex signal generated.

liier/u 4 Matt Zeichnungenliier / u 4 matt drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. N-Pfad-Filter, gebildet aus einer Vielzahl von Eingangsmodulatoren zur Modulation eines züge-Führten Eingangssignals, einer an die Ausgänge der Modulatoren angeschalteten Filteranordnung für das modulierte Eingangssignal und einer Vielzahl von an den Ausgang der Filteranordnung angeschalteten Ausgangsdemodulatoren zur Demodulation ,0 des gefilterten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung einen Abtaster-Multiplexer (17) zur Bildung von Multiplex-Abtastimpulsen des modulierten Eingangssignals, eine einzige Digitalfilterschaltung (19) zur Filterung der Multiplex-Abtastimpulse und eine Demultiplexer-Schaltung (21) zum Demultiplexen des gefilterten Signals von der Digitalfilterschaltung enthält1. N-path filter, formed from a plurality of input modulators for modulating a train-guided input signal, a filter arrangement connected to the outputs of the modulators for the modulated input signal and a plurality of output demodulators connected to the output of the filter arrangement for demodulation, 0 des filtered signal, characterized in that the filter arrangement includes a sampler multiplexer (17) for forming multiplex sampling pulses of the modulated input signal, a single digital filter circuit (19) for filtering the multiplex sampling pulses and a demultiplexer circuit (21) for demultiplexing the filtered Signal from the digital filter circuit 2. N-Pfad-Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einfügung eines Analog-Digitalwandiers (18) zwischen Abtaster-Multiplexer (17) und Digitalfilter (19), der die Multiplex-Abtastimpulse vom Abtaster-Multiplexer (17) codiert und eines Digital-Analogwandlers (22) zwischen Demultiplexer (21) und Ausgangsdemodulator, der die Signalimpulse vom Demultiplexer (21) codiert und dessen Ausgang wahlweise an den Demodulator angeschaltet ist.2. N-path filter according to claim 1, characterized by the insertion of an analog-digital converter (18) between the sampler multiplexer (17) and digital filter (19), which encodes the multiplex sampling pulses from the sampler multiplexer (17) and a digital-to-analog converter (22) between the demultiplexer (21) and the output demodulator, which encodes the signal pulses from the demultiplexer (21) and its output is optionally connected to the demodulator.
DE2003712A 1969-05-01 1970-01-28 N-path filter using a digital filter as a time-invariant component Expired DE2003712C3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82081369A 1969-05-01 1969-05-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2003712A1 DE2003712A1 (en) 1970-11-05
DE2003712B2 DE2003712B2 (en) 1977-10-20
DE2003712C3 true DE2003712C3 (en) 1978-05-24

Family

ID=25231782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003712A Expired DE2003712C3 (en) 1969-05-01 1970-01-28 N-path filter using a digital filter as a time-invariant component

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3629509A (en)
JP (1) JPS4947576B1 (en)
BE (1) BE745233A (en)
DE (1) DE2003712C3 (en)
FR (1) FR2046115A5 (en)
GB (1) GB1261174A (en)
SE (1) SE361242B (en)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459846A (en) * 1988-12-02 1995-10-17 Hyatt; Gilbert P. Computer architecture system having an imporved memory
US4944036A (en) * 1970-12-28 1990-07-24 Hyatt Gilbert P Signature filter system
US4686655A (en) * 1970-12-28 1987-08-11 Hyatt Gilbert P Filtering system for processing signature signals
US4553221A (en) * 1970-12-28 1985-11-12 Hyatt Gilbert P Digital filtering system
US4744042A (en) * 1970-12-28 1988-05-10 Hyatt Gilbert P Transform processor system having post processing
US5410621A (en) * 1970-12-28 1995-04-25 Hyatt; Gilbert P. Image processing system having a sampled filter
US4553213A (en) * 1970-12-28 1985-11-12 Hyatt Gilbert P Communication system
US4491930A (en) * 1970-12-28 1985-01-01 Hyatt Gilbert P Memory system using filterable signals
US4581715A (en) * 1970-12-28 1986-04-08 Hyatt Gilbert P Fourier transform processor
US4551816A (en) * 1970-12-28 1985-11-05 Hyatt Gilbert P Filter display system
US5053983A (en) * 1971-04-19 1991-10-01 Hyatt Gilbert P Filter system having an adaptive control for updating filter samples
US3746997A (en) * 1971-11-16 1973-07-17 Univ Iowa State Res Found Inc Adaptive digital frequency discriminator
US3883727A (en) * 1972-07-05 1975-05-13 Richard L Stuart Multilevel digital filter
US3946214A (en) * 1972-07-05 1976-03-23 Rixon, Incorporated Multi-level digital filter
US3842216A (en) * 1972-08-07 1974-10-15 Ford Ind Inc Frequency-selective ringing current sensor for telephone line
CH559983A5 (en) * 1972-12-28 1975-03-14 Zellweger Uster Ag
FR2229336A5 (en) * 1973-05-11 1974-12-06 Trt Telecom Radio Electr
US4049958A (en) * 1975-03-03 1977-09-20 Texas Instruments Incorporated Programable filter using chirp-Z transform
JPS5271960A (en) * 1975-12-11 1977-06-15 Fukuda Denshi Kk Realltime nonnphase filter using delay circuit
US4101964A (en) * 1976-01-08 1978-07-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Digital filter for pulse code modulation signals
JPS61113314A (en) * 1984-11-08 1986-05-31 Nec Corp Sample value thinning-out digital filter
US4630285A (en) * 1985-03-18 1986-12-16 The United States Of America As Represented By The Director Of The National Security Agency Method for reducing group delay distortion
DE3528046A1 (en) * 1985-08-05 1987-02-05 Bbc Brown Boveri & Cie RADIO CONTROL RECEIVER
US4918637A (en) * 1987-01-13 1990-04-17 Hewlett-Packard Company Multichannel decimation/interpolation filter
US4881191A (en) * 1987-01-13 1989-11-14 Hewlett-Packard Company Multichannel decimation/interpolation filter
US5034907A (en) * 1989-09-12 1991-07-23 North American Philips Corporation Dynamically configurable signal processor and processor arrangement
US6108680A (en) * 1991-10-30 2000-08-22 Texas Instruments Incorporated System and method for filtering using an interleaved/retimed architecture
US6097771A (en) * 1996-07-01 2000-08-01 Lucent Technologies Inc. Wireless communications system having a layered space-time architecture employing multi-element antennas
US9829910B2 (en) * 2015-01-16 2017-11-28 Brock Franklin Roberts Harmonic arbitrary waveform generator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3358083A (en) * 1964-07-28 1967-12-12 Bell Telephone Labor Inc Time-division multiplex digital transmission arrangement employing a linear digital filter
US3497625A (en) * 1965-07-15 1970-02-24 Sylvania Electric Prod Digital modulation and demodulation in a communication system

Also Published As

Publication number Publication date
BE745233A (en) 1970-07-01
SE361242B (en) 1973-10-22
US3629509A (en) 1971-12-21
DE2003712B2 (en) 1977-10-20
DE2003712A1 (en) 1970-11-05
JPS4947576B1 (en) 1974-12-17
FR2046115A5 (en) 1971-03-05
GB1261174A (en) 1972-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2003712C3 (en) N-path filter using a digital filter as a time-invariant component
DE1541947C3 (en) Filter arrangement for analog signals
DE3888336T2 (en) Single sideband signal generator arrangement.
DE3124333C2 (en)
DE2023570C2 (en) Single sideband modulation system
DE1766457B1 (en) Parallel data transmission system
DE2540473B2 (en) Modulation and filter device
CH633923A5 (en) ARRANGEMENT FOR CONVERTING DISCRETE SIGNALS TO A DISCRETE SINGLE-SAND BAND FREQUENCY MULTIPLEX SIGNAL AND ARRANGEMENT FOR CONVERTING THE REVERSE.
DE2223940C3 (en) N-path filter
DE2850555C2 (en)
EP0651525A2 (en) Drop and add multiplexor for transforming and processing of a frequency multiplexed signal
DE1299776B (en) Frequency filter, especially for time division multiplex systems
EP0009203A1 (en) Method and circuit for digital audio/FDM or PCM/FDM transposition and vice versa
DE2851438A1 (en) MULTIPLEX FILTER DEVICE
DE2201391B2 (en) Arrangement for frequency conversion of analog signals
DE2737553A1 (en) SWITCHED REUSABLE FILTER
DE2634357C3 (en) Circuit arrangement for converting pulse code modulated signals into carrier frequency signals
DE2249722C3 (en) Filter for two-valued pulse signals
DE2548280C3 (en) Switching arrangement based on the four-wire carrier frequency principle
EP0017159A1 (en) Monolithic integrated charge transfer device
DE3435032C2 (en)
DE1815172C3 (en) Integrable, reel-free, higher grade bandpass filter
DE1912674B2 (en) Digital filter
DE2634293C2 (en) Circuit arrangement for converting carrier frequency signals into pulse code modulated signals
DE2553296C3 (en) Arrangement for automatic equalization

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee